得注意的是,兩種技術(shù)均支持對芯片進行正面檢測(從器件有源區(qū)一側(cè)觀測)與背面檢測(透過硅襯底觀測),可根據(jù)芯片結(jié)構(gòu)、封裝形式靈活選擇檢測角度,確保在大范圍掃描中快速鎖定微小失效點(如微米級甚至納米級缺陷)。在實際失效分析流程中,PEM系統(tǒng)先通過EMMI與OBIRCH的協(xié)同掃描定位可疑區(qū)域,隨后結(jié)合去層處理(逐層去除芯片的金屬布線層、介質(zhì)層等)、掃描電子顯微鏡(SEM)的高分辨率成像以及光學(xué)顯微鏡的細(xì)節(jié)觀察,進一步界定缺陷的物理形態(tài)(如金屬線腐蝕、氧化層剝落、晶體管柵極破損等),終追溯失效機理(如電遷移、熱載流子注入、工藝污染等)并完成根因分析。這種“定位-驗證-溯源”的完整閉環(huán),使得PEM系統(tǒng)在半導(dǎo)體器件與集成電路的失效分析領(lǐng)域得到了關(guān)鍵的應(yīng)用。微光顯微鏡在 LED 故障分析中作用關(guān)鍵,可檢測漏電倒裝、短路倒裝及漏電垂直 LED 芯片的異常點。檢測用微光顯微鏡范圍
當(dāng)芯片內(nèi)部存在漏電缺陷,如結(jié)漏電、氧化層漏電時,電子-空穴對復(fù)合會釋放光子,微光顯微鏡(EMMI)能捕捉并定位。對于載流子復(fù)合異常情況,像閂鎖效應(yīng)、熱電子效應(yīng)引發(fā)的失效,以及器件在飽和態(tài)晶體管、正向偏置二極管等工作狀態(tài)下的固有發(fā)光,它也能有效探測,為這類與光子釋放相關(guān)的失效提供關(guān)鍵分析依據(jù)。
而熱紅外顯微鏡則主要用于排查與熱量異常相關(guān)的芯片問題。金屬互聯(lián)短路、電源與地短接會導(dǎo)致局部過熱,其可通過檢測紅外輻射差異定位。對于高功耗區(qū)域因設(shè)計缺陷引發(fā)的電流集中導(dǎo)致的熱分布異常,以及封裝或散熱結(jié)構(gòu)失效造成的整體溫度異常等情況,它能生成溫度分布圖像,助力找出熱量異常根源。 自銷微光顯微鏡對比我司設(shè)備面對閘極氧化層缺陷,微光顯微鏡可檢測其漏電,助力及時解決相關(guān)問題,避免器件性能下降或失效。
光束誘導(dǎo)電阻變化(OBIRCH)功能與微光顯微鏡(EMMI)技術(shù)常被集成于同一檢測系統(tǒng),合稱為光發(fā)射顯微鏡(PEM,PhotoEmissionMicroscope)。
二者在原理與應(yīng)用上形成巧妙互補,能夠協(xié)同應(yīng)對集成電路中絕大多數(shù)失效模式,大幅提升失效分析的全面性與效率。OBIRCH技術(shù)的獨特優(yōu)勢在于,即便失效點被金屬層覆蓋形成“熱點”,其仍能通過光束照射引發(fā)的電阻變化特性實現(xiàn)精細(xì)檢測——這恰好彌補了EMMI在金屬遮擋區(qū)域光信號捕捉受限的不足。
在半導(dǎo)體芯片漏電檢測中,微光顯微鏡為工程師快速鎖定問題位置提供了關(guān)鍵支撐。當(dāng)芯片施加工作偏壓時,設(shè)備即刻啟動檢測模式 —— 此時漏電區(qū)域因焦耳熱效應(yīng)會釋放微弱的紅外輻射,即便輻射功率為 1 微瓦,高靈敏度探測器也能捕捉到這一極微弱信號。這種檢測方式的在于,通過熱成像技術(shù)將漏電點的紅外輻射轉(zhuǎn)化為可視化熱圖,再與電路版圖進行疊加分析,可實現(xiàn)漏電點的微米級精確定位。相較于傳統(tǒng)檢測手段,微光設(shè)備無需拆解芯片即可完成非接觸式檢測,既避免了對芯片的二次損傷,又能在不干擾正常電路工作的前提下,捕捉到漏電區(qū)域的細(xì)微熱信號。針對氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體,它能適應(yīng)其寬波長探測需求,助力寬禁帶器件的研發(fā)與應(yīng)用。
柵氧化層缺陷顯微鏡發(fā)光技術(shù)定位的失效問題中,薄氧化層擊穿現(xiàn)象尤為關(guān)鍵。然而,當(dāng)多晶硅與阱的摻雜類型一致時,擊穿并不必然伴隨著空間電荷區(qū)的形成。關(guān)于其發(fā)光機制的解釋如下:當(dāng)電流密度達到足夠高的水平時,會在失效區(qū)域產(chǎn)生的電壓降。該電壓降進而引起顯微鏡光譜區(qū)內(nèi)的場加速載流子散射發(fā)光現(xiàn)象。值得注意的是,部分發(fā)光點表現(xiàn)出不穩(wěn)定性,會在一段時間后消失。這一現(xiàn)象可歸因于局部電流密度的升高導(dǎo)致?lián)舸﹨^(qū)域熔化,進而擴大了擊穿區(qū)域,使得電流密度降低。升級后的冷卻系統(tǒng),能減少設(shè)備自身熱噪聲,讓對微弱光子的探測更靈敏,提升檢測下限。半導(dǎo)體微光顯微鏡設(shè)備
通過與光譜儀聯(lián)用,可分析光子的光譜信息,為判斷缺陷類型提供更多依據(jù),增強分析的全面性。檢測用微光顯微鏡范圍
此外,可靠的產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)贏得客戶信任、鞏固市場份額的基礎(chǔ)。通過微光顯微鏡(EMMI)的嚴(yán)格檢測,企業(yè)能確保交付給客戶的芯片具備穩(wěn)定的性能和較高的可靠性,減少因產(chǎn)品故障導(dǎo)致的客戶投訴和返工或者退貨風(fēng)險。這種對質(zhì)量的堅守,會逐漸積累成企業(yè)的品牌口碑,使客戶在選擇供應(yīng)商時更傾向于信賴具備完善檢測能力的企業(yè),從而增強企業(yè)的市場競爭力。
微光顯微鏡不僅是一種檢測工具,更是半導(dǎo)體企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量、加快研發(fā)進度、筑牢品牌根基的戰(zhàn)略資產(chǎn)。在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭日趨白熱化的當(dāng)今,配備先進的微光顯微鏡設(shè)備,將幫助企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新與市場爭奪中持續(xù)領(lǐng)跑,構(gòu)筑起難以復(fù)制的核心競爭力。 檢測用微光顯微鏡范圍